Ang mga metal ay mga kemikal na elemento na bumubuo sa karamihan ng periodic table ng D. I. Mendeleev. Sa artikulong ito, isasaalang-alang natin ang isang mahalagang pisikal na katangian tulad ng density, at magbibigay din ng talahanayan ng density ng mga metal sa kg / m3.
Density of matter
Bago natin harapin ang density ng mga metal sa kg/m3, kilalanin natin ang mismong pisikal na dami. Ang density ay ang ratio ng body mass m sa volume nito V sa espasyo, na maaaring isulat sa matematika tulad ng sumusunod:
ρ=m / V
Ang halagang pinag-aaralan ay karaniwang tinutukoy ng titik ng alpabetong Greek na ρ (ro).
Kung ang iba't ibang bahagi ng katawan ay may iba't ibang masa, gamit ang nakasulat na formula, matutukoy mo ang average na density. Sa kasong ito, ang lokal na density ay maaaring mag-iba nang malaki mula sa average.
As you can see from the formula, the value of ρ is expressed in kg/m3sa SI system. Tinutukoy nito ang dami ng isang sangkap na inilalagay sa isang yunit ng dami nito. Ang katangiang ito sa maraming kaso ay ang tanda ng mga sangkap. Kaya, para sa iba't ibang mga metal, ang density sa kg / m3ay naiiba, na nagpapahintulot sa kanila na makilala.
Mga metal at ang kanilang density
Ang mga metal na materyales ay mga solido sa temperatura ng kuwarto at atmospheric pressure (ang mercury lang ang exception). Mayroon silang mataas na plasticity, electrical at thermal conductivity at may katangian na ningning sa makintab na estado ng ibabaw. Maraming mga katangian ng mga metal ang nauugnay sa pagkakaroon ng isang nakaayos na kristal na sala-sala kung saan ang mga positibong ionic core ay nakaupo sa mga node, na konektado sa isa't isa sa pamamagitan ng isang negatibong electron gas.
Kung tungkol sa density ng mga metal, malaki ang pagkakaiba nito. Kaya, ang hindi bababa sa siksik ay ang alkali light metal, tulad ng lithium, potassium o sodium. Halimbawa, ang density ng lithium ay 534 kg/m3, na halos kalahati ng tubig. Nangangahulugan ito na ang lithium, potassium at sodium plates ay hindi lulubog sa tubig. Sa kabilang banda, ang mga transition metal tulad ng rhenium, osmium, iridium, platinum at ginto ay may malaking density, na 20 o higit pang beses ang ρ ng tubig.
Ang talahanayan sa ibaba ay nagpapakita ng density ng mga metal. Ang lahat ng value ay tumutukoy sa temperatura ng kwarto sa g/cm3. Kung ang mga value na ito ay i-multiply sa 1,000, makakakuha tayo ng ρ sa kg/m3.
Bakit may mga high density na metal at low density na metal? Ang katotohanan ay ang halaga ng ρ para sa bawat partikular na kaso ay tinutukoy ng dalawang pangunahingsalik:
- Tampok ng kristal na sala-sala ng metal. Kung ang sala-sala na ito ay naglalaman ng mga atom sa pinakasiksik na packing, kung gayon ang macroscopic density nito ay magiging mas mataas. Ang FCC at hcp lattices ang may pinakamakapal na packing.
- Mga pisikal na katangian ng metal na atom. Kung mas malaki ang masa nito at mas maliit ang radius, mas mataas ang halaga ng ρ. Ipinapaliwanag ng salik na ito kung bakit ang mga high-density na metal ay mga kemikal na elemento na may mataas na bilang sa periodic table.
Pang-eksperimentong pagtukoy ng density
Ipagpalagay na mayroon tayong piraso ng hindi kilalang metal. Paano mo matutukoy ang density nito? Inaalala ang pormula para sa ρ, nakarating tayo sa sagot sa itinanong. Upang matukoy ang density ng metal, sapat na upang timbangin ito sa anumang balanse at sukatin ang lakas ng tunog. Pagkatapos, ang unang value ay dapat na hatiin sa pangalawa, na inaalalang gamitin ang mga tamang unit.
Kung kumplikado ang geometric na hugis ng katawan, hindi magiging madali ang pagsukat ng volume nito. Sa ganitong mga kaso, maaari mong gamitin ang batas ng Archimedes, dahil ang dami ng inilipat na likido kapag ang katawan ay inilubog ay eksaktong katumbas ng sinusukat na volume.
Ang paraan ng hydrostatic weights, na naimbento sa pagtatapos ng ika-16 na siglo ni Galileo, ay batay din sa paggamit ng batas ni Archimedes. Ang kakanyahan ng pamamaraan ay upang sukatin ang timbang ng katawan sa hangin at pagkatapos ay sa likido. Kung ang unang halaga ay tinutukoy ng P0, at ang pangalawa ay P1, kung gayon ang metal density sa kg/m3 ay kinakalkula gamit ang sumusunod formula:
ρ=P0 ρl / (P0 - P 1)
Kung saan ang ρl ay ang density ng likido.
Teoretikal na kahulugan ng density
Sa talahanayan sa itaas ng mga densidad ng mga elemento ng kemikal, ang mga metal kung saan ibinigay ang teoretikal na density ay minarkahan ng pula. Ang mga elementong ito ay radioactive, at nakuha ang mga ito nang artipisyal sa maliit na dami. Ang mga salik na ito ay nagpapahirap sa tumpak na sukatin ang kanilang density. Gayunpaman, ang halaga ng ρ ay maaaring matagumpay na makalkula.
Ang paraan ng teoretikal na pagtukoy ng density ay medyo simple. Para magawa ito, kailangan mong malaman ang masa ng isang atom, ang bilang ng mga atom sa elementarya na kristal na sala-sala at ang uri ng sala-sala na ito.
Halimbawa, kumuha tayo ng kalkulasyon para sa bakal. Ang atom nito ay may mass na 55.847 amu. Ang bakal sa ilalim ng mga kondisyon ng silid ay may bcc sala-sala na may parameter na 2.866 angstrom. Dahil may dalawang atom sa bawat elementary bcc cube, nakukuha natin ang:
ρ=255, 8471, 6610-27 / (2, 8663 10 -30)=7.876 kg/m3
Kung ihahambing natin ang halagang ito sa unang talahanayan, makikita natin na ang mga ito ay naiiba lamang sa ikatlong decimal na lugar.
